DE865627C

DE865627C - Process for the production of concentrated hydrogen sulfide gas

Info

Publication number: DE865627C
Application number: DEP13694D
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr Schmalenbach
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1943-12-01
Filing date: 1943-12-01
Publication date: 1953-02-02

Description

Verfahren zur Gewinnung von konzentriertem Schwefelwasserstoffgas Ein. insbesondere heutzutage sehr wichtiger Weg zur Erzeugung von elementarem Schwefel geht von Sch-,vefelwasserstoff aus, der nach dem von P. C. C 1 a u s angegebenen Verfahren mit einer beschränkten Menge Luft umgesetzt wird. Dieses Schwefelgewinnungsverfahren ist aber -nur möglich,, wenn ein konzentriertes Schwefelwasserstoffgas zur Verfügung steht.Process for the production of concentrated hydrogen sulfide gas A. especially nowadays a very important way of producing elemental sulfur starts from hydrogen sulfide, which according to that given by P. C. C 1 a u s Process is implemented with a restricted amount of air. This sulfur recovery process but is only possible if a concentrated hydrogen sulfide gas is available stands.

Die in der Industrie anfallenden Schwefelwasserstoffgase enthalten meist nur sehr wenig Schwefelwasserstoff, etwa r °/o, wie z. B. Kokerei- und Schwelgas. Aus diesen Gasen l.'äßt sich daher Schwefel nicht unmittelbar gewinnen, sondern es ist notwendig, als. ,Zwischenprodukt ein konzentriertes Schwefelwasserstoffgas herzustellen, in dem mindestens etwa 300/0, möglichst über 8o% Schwefelwasserstoffgas enthalten ist.Contain hydrogen sulfide gases generated in industry usually only very little hydrogen sulfide, about 100%, such as B. coke oven and carbonization gas. Sulfur cannot therefore be obtained directly from these gases, but rather it is necessary as. , Intermediate is a concentrated hydrogen sulfide gas produce in which at least about 300/0, if possible over 80% hydrogen sulfide gas is included.

Zur Gewinnung von konzentriertem Schwefelwasserstoffgas aus Gasen, die wenig Schwefelwasserstoff und daneben auch Kohlensäure enth@al'ten, ist vorgeschlagen worden, das Gas mit einer Alkalicarbonat-Bicarbonatlösung zu. behandeln. Die Lösuing nimmt Schwefelwasserstoff und Kohlensäure aus dem Gase auf. Sie gibt den aufgenommenen Schwefelwasserstoff nach Erhitzen, vorzugsweise unter vermindertem Druck,. wieder ab, und zwar in Form eines Gemisches von Schwefelwasserstoff, Kohlensäure und Wasserdampf, aus dem sich der Was@ser,datnp.f leicht durch Kühlen niederschlagen läßt. Es ist möglich, auf diese Weise ein Gas mit einer Schwefelwasserstoffkonzentration bis etwa 95 % zu gewinnen. Derartige hochkonzentrierte Schwefelwassers.toffgase eignen sich, vor-7 Üglich zur Gewinnung von elementarem Schwefel oder zur Erzeugung von Schwefelsäure.For the extraction of concentrated hydrogen sulfide gas from gases, which contain little hydrogen sulphide and also carbonic acid is suggested been added to the gas with an alkali carbonate-bicarbonate solution. treat. The solution absorbs hydrogen sulfide and carbonic acid from the gas. She gives the recorded Hydrogen sulfide after heating, preferably under reduced pressure. again in the form of a mixture of hydrogen sulfide, carbonic acid and water vapor, from which the water, datnp.f can easily be precipitated by cooling. It is possible in this way a gas with a hydrogen sulfide concentration up to about 95% gain. Such highly concentrated sulfur water gases are suitable before the extraction of elemental sulfur or for the production of Sulfuric acid.

Ein wesentlicher Mangel der bisher bekannten Verfahren zur Erzeugung von konzentriertem Schwefelwasiserstoffgas mittels A'lkaficarbonat- Bicarbonat1ösungen ist der dafür erforderliche hohe Energieaufwand. Die bisher benutzten Lösungen von Alkalisalzen können nur eine vergfeichs.weise geringe Menge Schwefelwasserstoff aufnehmen und wieder abgeben (Absorptionswert). Man mußte bisher mit einem Absorptionswert von nur etwa 7 bis 8 g H2 Sfl Lösung rechnen. Der Kraftbedarf für das Umwälzen ider großen Lösungsmittelmengen ist hoch. Ferner ist auch der Wärmebedarf zum Austreiben des. Schwefefwasserstoffs beträchtlich.A major deficiency of the previously known methods of production of concentrated hydrogen sulfide gas by means of alkaficarbonate Bicarbonate solutions is the high expenditure of energy required for this. The solutions from Alkali salts can only use a comparatively small amount of hydrogen sulfide absorb and release again (absorption value). So far you had to use an absorption value count on only about 7 to 8 g H2 Sfl solution. The power required for circulating ider large amounts of solvent is high. Furthermore, the heat requirement is also to be expelled des. hydrogen sulphide considerably.

Um den Absorptionswert der Alkalic.arbonat-Bdcarbonatlösung für Schwefelwasserstoff zu erhöhen;, ist vorgeschlagen worden, in dieLö.sung nach der Aufnahme des Schwefelwasserstoffs Kohlensäure einzuleiten. Wenn man iie mit Schwefelwa-ssferstoff beladene Alkalicarbonat-Biic.arbonatlösung unter vermindertemDeuck erhitzt, :entweicht zunächst in der Hauptsache nur Schwefelwasserstoff. Der in der Lösung in gebundener Form enthaltene Schwefelwasserstoff wird jedoch nur dann weitgehend ausgetrieben, wenn dieLösung genügend Bicarbonat enthält. Hierzu muß nebend'er Schwefelwass.erstoffaufnahme auch. noch Kohlensäure von der Lösung aufgenommen werden. Dies ist jedoch nicht öhneweiteres zu erreichen, was wahrscheinlich damit zusammenhängt, daß die Kohlensäure vor ihrer Umwandlung in kohlensaure 5fglze zunächst hydratisiert werden muß, während Schwefelwassergtoff unmittelbar in Sulfhydrat übergehen kann. Es ist .daher bisher notwendig gmvesen, entweder Kohlensäure, die aus einer fremden Quelle stammt, in die Wasichlöswng vor dem Austreiben des Schwefrelwaaserstoffs einzuleiten oder nach dem Austreiben des Schwefelwasserstoffs, durch Erhitzen unt.er normalem oder erhöhtem mDruck Kohlfensäure für sich, zu, gewinnen und,diese im Kreislauf wieder in die Absorptionslösung einzuführen. {Keine dieser beiden Möälichkeiten ist indessen befriedigend.About the absorption value of the alkali carbonate solution for hydrogen sulfide It has been suggested to add to the solution after the absorption of the hydrogen sulfide To initiate carbonic acid. If one uses the alkali metal carbonate-bicarbonate solution loaded with hydrogen sulphide heated under reduced pressure: at first only hydrogen sulphide escapes mainly. However, the hydrogen sulfide contained in the solution in bound form is largely driven off only when the solution contains sufficient bicarbonate. For this must also take up hydrogen sulfide. still carbonic acid from the solution be included. However, this is not as far as what is likely to be achieved This is connected with the fact that the carbonic acid before it is converted into carbonic acidic cells must first be hydrated, while hydrogen sulfide converts directly into sulfhydrate can pass. It has therefore hitherto been necessary to obtain either carbonic acid or the like comes from a foreign source, in the washing solution before expelling the hydrogen sulphide to initiate or after expelling the hydrogen sulfide, by heating below normal or increased pressure carbonic acid for itself, to, win and, this in the circulation reintroduce into the absorption solution. {Neither of these two possibilities is, however, satisfactory.

Es wurde nun gefunden, daß man. mit einer Absorptionslösung, die mehr als 2@i;% kohlensaure Kalisalze, bezogen. auf Carbonat, enthält, rieben Schwefelwasserstoff auch die erforderliche Menge Kohlensäure aus,Gasen, die wenig Schwefel@vasserstoff und- daneben Kohlensäure enthalten; unter Erzielung eines hohen Absorptionswertes von etwa 14 bis 15 g H2 S/1 Lösung aufnehmen kann.It has now been found that one. with an absorption solution that is more as 2 @ i;% carbonate potash salts, based on. on carbonate, containing, rubbed hydrogen sulfide also the required amount of carbonic acid from gases that contain little hydrogen sulphide and- also contain carbonic acid; while achieving a high absorption value can absorb from about 14 to 15 g H2 S / 1 solution.

Überraschenderweise zeigt sich, daß bei Erhöhung des Gesamtalkaligehaltes. der Lösung nicht nur .die Aufnahmefähigkeit :der Flüssigkeit für Schwefelwasserstoff undKoh.lensäure.an sich steigt, sondern daß dabei, &r Absorptionswert der Lösung fier Schwefe,hvass,erstoff sich weit stärker erhöht als die Absorption des Schwefelwaseerstoffs. Wenn man beispielsweise eine Lösung, die etwa igiz! g kohlensaure Kalisalze (bezogen auf Carbo.nat) je 1 1 Lösung enthält, eine bestimmte Zeit (etwa 25 Sek.) mit dem zu verarbeitenden Gas in Berührung brachte, stieg der ,Schwefelwasserstoffgehalt der Lösung von 343, gfl auf etwa i0,8 g/1, während- der CarbonatgehaJt von 189 g/1 auf iqng/1 wank. Durch Erhöhung .des Gesamtalkaligehalt.es auf etwa -gi@o g/1 stieg die Schwefel-wasserstoffaufnahme auf i3,13 9/l; der Carbonatgehall fiel dabei während der Gasbehandlung auf 146 g/1. Beim Austreiben des Schwefelwasserstoffs sank der Schwefelwasserstoffgehalt auf 2,1 g je n1. Der Absorptionswert der 2io g Gesamtal'lcali/1 enthaltenden Lösung war somit 11,03 g, gegenüber nur 7,57 g bei der Lösung, die i92,g Gesamtallali/1 enthielt.Surprisingly, it is found that when the total alkali content is increased. of the solution not only does the absorption capacity of the liquid for hydrogen sulphide and carbonic acid itself increase, but that the absorption value of the solution for sulfur, hvass, rises far more strongly than the absorption of hydrogen sulphide. For example, if you have a solution such as igiz! g of carbonate of potash (based on Carbo.nat) per 1 liter of solution, brought into contact with the gas to be processed for a certain time (about 25 seconds), the hydrogen sulfide content of the solution rose from 343 gfl to about 10.8 g / 1, while the carbonate content waned from 189 g / 1 to iqng / 1. By increasing the total alkali content to about -gi @ og / 1, the hydrogen sulphide uptake rose to 13.13 9 / l; the carbonate content fell to 146 g / l during the gas treatment. When the hydrogen sulfide was expelled, the hydrogen sulfide content fell to 2.1 g per n-1. The absorption value of the solution containing 2io g total alcaline / liter was thus 11.03 g, compared with only 7.57 g for the solution which contained 192 g total allallali / liter.

Die Erhöhung des Gesamtalkali auf etwa 240 gil ergab eine Schwefelwasserstoffanreicherung bis i7,2 g/1 Und einte Abtreibung bis etwa 1,3g/1, so d'aß der Absorptionswert hier sogar bis, auf i.5;67 g, d. h. fast Idas ;Doppelte des Absorptionswertes der P92 g Gesamtalkali/1 enthaltenden Lösung stieg. Im Falle der 24.o g Gesamtalkali/1 entihaltenden Lösung fiel der Carbonatgehalt während der Gasbehandlung auf 153 g/1.Increasing the total alkali to about 240 gil resulted in an enrichment of hydrogen sulfide up to i7.2 g / 1 and one abortion up to about 1.3 g / 1, that's the absorption value here even up to i.5; 67 g, d. H. almost Idas; double the absorption value of the P92 g total alkali / 1 containing solution increased. In the case of the 24.o g total alkali / 1 contained Solution, the carbonate content fell to 153 g / l during the gas treatment.

Aus den vorstehenden Zahlen ist ersichtlich, daß eine beträchtliche Erhöhung des Absorptionswertes für Schwefelwasserstoff bei Behandlung eines bestimmten Gases eintritt, wenn ohne Änderung der übrigen Reaktionsbedingungen der Gehalt der Lösung an kohlensauren Kalisalzen erhöht wird-.From the above figures it can be seen that a considerable Increase in the absorption value for hydrogen sulphide when treating a certain Gas occurs if, without changing the other reaction conditions, the content of the Solution of carbonate of potash salts is increased.

Mit der Erhöhung des Absorptionswertes auf mehr als das. Doppelte des mit den bisher Üblichen verdünnten Lösungen erreichbaren Wertes. wurde eine erhebliche Verminderung des En,ergiieauiwandes für die Erzeugung des konzentrierten Schw-efelwassers;toffgases erreicht.With the increase in the absorption value to more than double the value achievable with the dilute solutions customary up to now. became a considerable diminution of the En, ergiieauiwandes for the production of the concentrated Sulfur water; toff gas reached.

Falls. es die Umstände nützlich erscheinen lassen, .kann man, wie es, an sich bekannt ist, auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Schwefelwasserstoff und Kohlensäure getrennt voneinander gewinnen, indem man zunächst den Schwefelwasserstoff zusammen mit einer relativ geringen Menge Kohlensäure durch Erhitzen unter vermindertem Druck austreibt und :danach unter erhöhtem Druck und weiterem Erhitzen den Rest der Kohlensäure entfernt. Jedoch ist die Erreichung eines hohen Absorptionswertes an die letztere Arbeitsweise keineswegs gebunden. Bei richtiger Einstellung des Abtreibevorganges erhält man ein Schwefelwasserstoffgas mit bis zu 95 % H2 S.If. Circumstances make it useful, how one can it is known per se, also in the process according to the invention, hydrogen sulfide and carbonic acid can be obtained separately from each other by first extracting the hydrogen sulfide together with a relatively small amount of carbonic acid by heating under reduced Expels pressure and: then the rest under increased pressure and further heating the carbonic acid removed. However, the achievement of a high absorption value is a problem in no way tied to the latter working method. If the During the stripping process, a hydrogen sulfide gas with up to 95% H2 S is obtained.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the extraction of for the production of Sulfur or sulfuric acid from suitable concentrated hydrogen sulfide gas Gases that contain little hydrogen sulfide and, besides that, also carbonic acid, pass through Treating the starting gas with an alkali carbonate-bicarbonate solution and stripping it off the sulfur water absorbed by this substance by heating under reduced Pressure, characterized in that the gas with a more than 21% carbonate potassium salts (based on carbonate) containing solution is treated.